- •Балтийский государственный технический университет «военмех» им. Д.Ф. Устинова
- •В.Ю. Лавров Введение в теорию механизмов и машин Учебное пособие
- •Содержание
- •Введение
- •1. Структурный анализ и синтез рычажных механизмов
- •1.1. Основные определения
- •1.2. Число степеней свободы механизма
- •1.3. Структурные группы
- •1.5. Диагностика наличия пассивных связей
- •1.4. Структурный синтез механизмов с помощью групп Ассура
- •1.6. Элементы метрического синтеза рычажных механизмов
- •Математически это можно выразить следующим образом. Если выполняются условия:
- •Если выполняются условия:
- •2. Кинематический анализ рычажных механизмов
- •2.1. Постановка задачи
- •2.2. Кинематика входных механизмов
- •2.2.1. Кривошип
- •2.2.2. Ползун
- •2.2.3. Качающийся ползун
- •2.3. Аналитические зависимости кинематического анализа для структурных групп, связанных со стойкой
- •2.3.1. Трёхшарнирная структурная группа
- •2.3.2. Структурная группа "шатун - ползун"
- •Уравнение замкнутого векторного контура:
- •2.3.3. Кулисные структурные группы
- •2.3.4. Структурная группа "шарнир – ползун – ползун"
- •2.3.5. Структурная группа "ползун – шарнир – ползун"
- •2.4. Метод преобразования координат
- •2.5. Общая последовательность кинематического анализа
- •2.6. Передаточные функции, передаточное отношение
- •2.6.1. Передаточная функция
- •2.6.2. Передаточное отношение
- •2.7. Графо-аналитический метод планов2
- •3. Кулачковые механизмы
- •3.1. Классификация
- •3.2. Основные геометрические параметры кулачковых механизмов
- •3.3. Фазы работы кулачковых механизмов. Фазовые и конструктивные углы
- •3.4. Выбор закона движения выходного звена
- •3.4.1. Позиционные механизмы
- •3.4.2. Функциональные механизмы
- •3.5. Угол давления в кулачковых механизмах
- •3.6. Связь между углом давления и основными геометрическими параметрами кулачкового механизма
- •3.6.1. Механизм с толкателем центрального типа
- •Для надежного определения rOmin по формуле (3.7) rOmin I должны быть вычислены с достаточно мелким шагом по углу поворота кулачка.
- •3.6.2. Механизм с толкателем при наличии эксцентриситета
- •3.7. Определение основных геометрических параметров
- •3.7.1. Механизмы с толкателем и роликом или с заостренным толкателем
- •3.7.2. Механизмы с плоским толкателем
- •3.7.3. Механизмы с коромыслом и роликом
- •3.7.4. Механизмы с плоским коромыслом
- •3.8. Расчет профиля кулачка
- •3.8.1. Механизмы с толкателем и роликом или с заостренным толкателем
- •3.8.2. Механизмы с плоским толкателем
- •3.8.3. Механизмы с коромыслом и роликом
- •3.8.4. Определение радиуса ролика
- •4. Зубчатые механизмы
- •4.1. Классификация Зубчатые – это, наверное, самый широко распространенный класс механизмов. Большое разнообразие этих механизмов можно классифицировать следующим образом.
- •4.2. Основная теорема зацепления
- •4.3. Основные параметры эвольвентного зацепления
- •4.4. Теоретический и рабочий участок линии зацепления, зоны одно- и двупарного зацепления, коэффициент перекрытия
- •4.5. Методы изготовления зубчатых колес
- •4.5.2. Метод обкатки
- •Тогда ( 4.11 )
- •4.7.2.2. Гиперболоидные зубчатые передачи
- •Винтовая передача
- •Червячная передача
- •4.8. Кинематический анализ зубчатых механизмов
- •4.8.1. Рядные механизмы
- •4.8.2. Механизмы с промежуточными колесами
- •4.8.3. Планетарные зубчатые механизмы
- •4.8.4. Волновые зубчатые механизмы
- •4.8.5. Определение передаточных отношений сложных зубчатых механизмов
- •4.9. Силовой расчет зубчатых механизмов
- •4.9.1. Расчет крутящих моментов на валах
- •4.9.2. Усилия в зацеплениях
- •4.9.3. Определение реакций в опорах валов
- •4.10. Кпд зубчатых механизмов
- •4.10.1. Кпд зубчатых механизмов с неподвижными осями колес
- •4.10.2. Кпд планетарных зубчатых механизмов
- •4.11. Дифференциальные зубчатые механизмы
- •5. Силовой расчет рычажных механизмов
- •5.1. Постановка задачи
- •5.2. Общий порядок силового расчета
- •5.3. Внешние силы
- •5.4. Определение реакций в кинематических парах структурных групп
- •5.4.1. Аналитическое решение
- •5.4.1.1. Трёхшарнирная структурная группа
- •5.4.1.2. Структурная группа "шатун – ползун"
- •5.4.1.3. Кулисные структурные группы
- •5.4.1.4. Структурная группа типа "шарнир – ползун – ползун"
- •5.4.1.5. Структурная группа "ползун – шарнир – ползун"
- •5.4.2. Графо-аналитическое решение задачи силового расчёта
- •5.5. Силовой расчет кривошипа
- •5.5.1. Одноколенный кривошип
- •5.5.1.1. Силовой расчет кривошипа при передаче крутящего момента
- •5.5.1.2. Силовой расчет кривошипа при передаче крутящего момента
- •5.5.2. Двухколенный кривошип
- •5.5.2.1. Крутящий момент на кривошип передаётся через зубчатую или фрикционную пару
- •6.1. Постановка задач
- •5.5.2.2. Крутящий момент на кривошип передается через планетарный или волновой механизм
- •6. Уравновешивание механизмов
- •6.2. Уравновешивание роторов
- •6.2.1. Уравновешивание роторов при известном расположении неуравновешенных масс
- •6.2.2. Уравновешивание роторов при неизвестном расположении неуравновешенных масс
- •Производят второй разгон ротора, дают выбег и замеряют амплитуду резонансных колебаний. Обозначим ее: a1.
- •7.2. Метод приведения
- •7.3. Приведение сил и моментов
- •7.4. Приведение масс и моментов инерции
- •7.5. Уравнение движения
- •7.6. Анализ уравнения движения
5.4.1.4. Структурная группа типа "шарнир – ползун – ползун"
Расчетная
схема для структурной группы данного
вида представлена на рис. 5.9. Реакции в
направляющих ползунов зависят от их
конструкции, возможные варианты описаны
в п. 5.4.1.2.
Для определения реакций в ползуне “B” применим прием, описанный в п. 5.4.1.3 для кулисных структурных групп. Сначала для ползуна “B” найдем условные реакции, приведенные к центру ползуна: R32п и соответствующий реактивный момент M32п. Решение удобно получить в НСК OXY, ось X которой параллельна оси ползуна “С”.
Уравнение равновесия структурной группы в виде равенства нулю суммы проекций всех сил, на ось X:
R12x + F2x + F3x = 0; ( 5.19 )
отсюда сразу определяется составляющая R12x.
Условия равновесия звена 2 в виде равенства нулю суммы всех сил, на него действующих:
R12x + F2x + R32п sin = 0;
( 5.20 )
R12y + F2y – R32п cos = 0,
где: – угол между осями ползунов (см. рис. 5.9).
Из системы (5.20) находим R32п, R12y.
Условия равновесия звена 2 в виде равенства нулю суммы моментов всех сил относительно центра ползуна “В” позволяет определить M32п :
–R12x (yA – yB) + R12y (xA – xB) – F3x (yS3 – yB) + F3y (xS3 – xB) + M32п = 0 ( 5.21 )
И, наконец, из системы (5.22), образованной условиями равновесия структурной группы в виде равенства нулю суммы проекций всех сил, на ось Y и суммы моментов относительно центра ползуна “С” находим реакции в ползуне “С” R43(1), R43(2).
R12y + F2y + F3y + R43(1) + R43(2) = 0,
–R12x (yA – yС) + R12y (xA – xС) – F2x (yS2 – yС) + F2y (xS2 – xС) + M2 –
– F3x (yS3 – yС) + F3y(xS3 – xС) + M3 + R43(1) l1 + R43(2) l2 = 0. ( 5.22 )
Реальные реакции в ползуне “В” R32(1), R32(2) получаем из уравнений вида (5.15).
5.4.1.5. Структурная группа "ползун – шарнир – ползун"
Расчетная схема для структурной группы данного вида представлена на рис. 5.10. Реакции в направляющих ползунов зависят от их конструкции, возможные варианты описаны в п. 5.4.1.2.
И
здесь для определения реакций в ползуне
“А” применим прием, описанный в п.
5.4.1.3 для кулисных структурных групп.
Сначала найдем условные реакции,
приведенные к центру ползуна: R12п
и соответствующий реактивный момент
M12п.
В данном случае решение удобно получить в НСК OXY, ось X которой параллельна оси ползуна “С”.
Уравнение равновесия звена 3 в виде равенства нулю суммы проекций всех сил, на ось X дает составляющую реакции в шарнире “В”:
R23x = –F3x.
Система (5.24), составленная из условий равновесия звена 2 позволяет определить R23y, R12п, M12п.
–R12п sin 2+ F2x + R23x = 0,
R12п cos 2+ F2y + R23y = 0, ( 5.24 )
R12п lBD + M12п – F2x (yS2 – yB) + F2y (xS2 – xB) = 0.
Из системы (5.26), образованной условиями равновесия звена 3 в виде равенства нулю суммы проекций всех сил, на ось Y и суммы моментов относительно центра ползуна “С” находим реакции в ползуне “С” R43(1), R43(2).
R23y + F3y + R43(1) + R43(2) = 0 ,
–R23x (yB – yС) + R23y (xB – xС) – F3x (yS3 – yС) + F3y(xS3 – xС) + M3 +
+ R43(1) l1 + R43(2) l2 = 0 , ( 5.26 )
Реальные реакции в ползуне “A” R12(1), R12(2) получаем из уравнений вида (5.15).
